空气悬浮风机叶轮的静平衡精度_磁悬浮风机

空气悬浮风机叶轮的静平衡精度：一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置

　　【摘要】本发明公开了一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮和平衡装置，平衡装置安装在叶轮的两侧，叶轮内设有空腔和第一通孔，在叶轮的两侧设有凹形止口，凹形止口连接平衡装置，平衡装置包括平衡底板、负重环和第二通孔，平衡底板的顶部还与凹形止口活动连接，平衡底板上设有第一连接孔和第二连接孔，负重环内设有凹槽；本磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮和平衡装置，叶轮的两侧设有凹形止口，平衡装置的重量分布不均匀，当平衡装置旋转到一定角度时，叶轮动平衡满足要求，再将平衡装置固定连接到叶轮上，操作简单方便，不用将叶轮拆卸下来，减少工作量，而且不影响叶轮外形。

空气悬浮风机叶轮的静平衡精度：一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置的制作方法

　　本发明涉及磁悬浮风机技术领域，具体为一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置。

　　背景技术：

　　磁悬浮风机，也称作空气悬浮风机，系属容积回转鼓风机，利用两个或者三个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，空气悬浮风机叶轮为风机的核心零部件，在高速旋转过程中如果动平衡量超标，轻则引起会机组振动大，轴承使用寿命低，重则导致重大安全事故，当空气悬浮风机叶轮不平衡量不符合要求时，一般采用去重方法来使叶轮动平衡达标，一般动平衡过程如下，一般动平衡过程基本上需要多次校验，所以经常需要多次拆卸叶轮钻孔去重，虽然按此种方法进行动平衡校验可以实现动平衡要求，但是破坏了叶轮转子原有的外形结构，影响外观，同时加工工序和工作量大，操作过程复杂。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的在于提供一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，具备操作简单方便、操作简单和不影响外形等优点，解决了现有技术中的问题。

　　为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮和平衡装置，平衡装置安装在叶轮的两侧，所述叶轮的内部设有空腔和第一通孔，空腔位于第一通孔的外侧，第一通孔连接有传动轴，所述传动轴位于叶轮的内侧，在所述叶轮的两侧设有凹形止口，凹形止口连接平衡装置；所述平衡装置包括平衡底板、负重环和第二通孔，所述第二通孔位于平衡装置的中心处，所述负重环的底部固定连接平衡底板，平衡底板的顶部还与凹形止口活动连接，所述平衡底板呈圆饼形状，平衡底板上设有第一连接孔和第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔分别位于负重环的两侧，负重环呈空心圆柱状，所述负重环包括第一负重环和第二负重环，第一负重环位于第二负重环的内侧，第一负重环和第二负重环之间形成凹槽，所述凹槽的底部连接平衡底板，所述平衡底板连接叶轮。

　　优选的，所述负第一负重环和第二负重环均伸入凹形止口内。

　　优选的，所述第一连接孔和第二连接孔均为圆形通孔，第一连接孔的直径大小和第二连接孔的直径大小相同。

　　优选的，所述凹槽的横截面为椭圆，并且凹槽的圆心位于负重环圆心的一侧。

　　优选的，所述平衡装置的重量分布不均匀，平衡装置通过螺丝连接叶轮。

　　与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮和平衡装置，叶轮的两侧设有凹形止口，平衡装置的重量分布不均匀，当平衡装置旋转到一定角度时，叶轮动平衡满足要求，再将平衡装置固定连接到叶轮上，操作简单方便，不用将叶轮拆卸下来，减少工作量，而且不影响叶轮外形。

　　附图说明

　　图1为本发明的结构示意图；

　　图2为本发明的俯视示意图；

　　图3为本发明的安装效果图。

　　图中：1叶轮、11空腔、12第一通孔、13凹形止口、2平衡装置、21平衡底板、211第一连接孔、212第二连接孔、22负重环、221第一负重环、222第二负重环、223凹槽、23第二通孔、3传动轴。

　　具体实施方式

　　下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

　　请参阅图1-3，一种用于磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮1和平衡装置2，平衡装置2安装在叶轮1的两侧，叶轮1的内部设有空腔11和第一通孔12，设置空腔11减轻叶轮1的重量，减少电力消耗，空腔11位于第一通孔12的外侧，第一通孔12连接有传动轴3，传动轴3上安装有键，传动轴3转动带动叶轮1转动，叶轮1转动完成吸风及排风过程，传动轴3位于叶轮1的内侧，在叶轮1的两侧设有凹形止口13，凹形止口13处设有螺纹孔，凹形止口13在叶轮1的侧面上呈圆环形，凹形止口13通过螺丝连接平衡装置2；平衡装置2的重量分布不均匀，平衡装置2通过螺丝连接叶轮1，平衡装置2包括平衡底板21、负重环22和第二通孔23，第二通孔23位于平衡装置2的中心处，第二通孔23连接平衡底板21和负重环22，负重环22的底部固定连接平衡底板21的顶部，平衡底板21的顶部还与凹形止口13活动连接，平衡底板21呈圆饼形状，平衡底板21上设有第一连接孔211和第二连接孔212，第一连接孔211和第二连接孔212均为圆形通孔，第一连接孔211和第二连接孔212均匀分布在平衡底板21上，第一连接孔211和第二连接孔212分别位于负重环22的两侧，负重环22呈空心圆柱状，负重环22包括第一负重环221和第二负重环222，第一负重环221位于第二负重环222的内侧，第一负重环221和第二负重环222均伸入凹形止口13内，第一负重环221和第二负重环222之间形成凹槽223，凹槽223的横截面为椭圆，并且凹槽223的圆心位于负重环22圆心的一侧，凹槽223的底部连接平衡底板21，因为在负重环22上设有偏心的凹槽223，使负重环22的重心产生偏移，即平衡装置2的重量分布不均匀，平衡底板21上的第一连接孔211的直径大小和第二连接孔212的直径大小相同，螺丝将平衡装置2连接在叶轮1上，平衡装置2可以沿着叶轮1的重心轴线转动，需要调节叶轮1平衡时，转动平衡装置2，当平衡装置2旋转到一定角度时，可以使叶轮1动平衡满足要求，再将用螺丝把平衡装置2固定连接到叶轮1上，简单方便，不用将叶轮1拆卸下来，不会破坏叶轮1原有的外形结构，不会影响外观，减少拆卸叶轮1所带来的加工工序和工作量。

　　本磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮1和平衡装置2，平衡装置2安装在叶轮1的两侧，在叶轮1的两侧设有凹形止口13，凹形止口13处设有螺纹孔，凹形止口13在叶轮1的侧面上呈圆环形状，凹形止口13通过螺丝连接平衡装置2，平衡装置2上的负重环22的重心不在圆心处，即平衡装置2的重量分布不均匀，平衡装置2可以沿着叶轮1的重心轴线转动，需要调节叶轮1平衡时，转动平衡装置2，当平衡装置2旋转到一定角度时，可以使叶轮1动平衡满足要求，再将用螺丝把平衡装置2固定连接到叶轮1上，简单方便，不用将叶轮1拆卸下来，不会破坏叶轮1原有的外形结构，不会影响外观，减少拆卸叶轮1所带来的加工工序和工作量。

　　综上所述：本磁悬浮风机叶轮的高精度动平衡装置，包括叶轮1和平衡装置2，叶轮1的两侧设有凹形止口13，平衡装置2的重量分布不均匀，当平衡装置2旋转到一定角度时，叶轮1动平衡满足要求，再将平衡装置2固定连接到叶轮1上，操作简单方便，不用将叶轮1拆卸下来，减少工作量，而且不影响叶轮1外形。

　　尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

空气悬浮风机叶轮的静平衡精度：空气悬浮风机怎样维护保养

　　原标题：空气悬浮风机怎样维护保养

　　空气悬浮风机分为二叶空气悬浮风机、三叶空气悬浮风机、密集型空气悬浮风机、高压空气悬浮风机等，这是我们常见的是空气悬浮风机类型，罗茨式风机还有罗茨泵、罗茨式煤气加压机、罗茨式沼气增压机等，空气悬浮风机有哪些优点呢？

　　1、空气悬浮风机压力范围广

　　空气悬浮风机有很大的压力范围和流量范围，根据型号的不同，空气悬浮风机可以提供不同的压力。

　　2、设计科学合理

　　空气悬浮风机的设计结构科学，叶轮与叶轮之间存有间隙，机腔内部可以不用加入任何润滑介质，叶轮与叶轮之间，叶轮与机壳之间摩擦小，机械设备故障率低。

　　3、工作稳定 可长期运行

　　因空气悬浮风机有良好的设计，在出厂时会经过叶轮静平衡动平衡测试，还有温度的测试、噪音的测试、风量的测试、电机测试等，一系列的测试保证了空气悬浮风机的稳定性，保证其可长期运行。

　　4、可输送少量颗粒介质

　　因空气悬浮风机有过滤系统，加之空气悬浮风机叶轮之间的间隙，所以，空气悬浮风机可以输送含有少量介质的气体，但空气悬浮风机内部不能输送杂质颗粒过多的气体，如烟尘气体，这类气体含有较多杂质，即时空气悬浮风机有过滤系统，但是长期输送这类杂质，很容易造成过滤海绵阻塞，叶轮磨损等故障。

　　5、结构简单噪音低

　　空气悬浮风机的结构相对简单，空气悬浮风机的结构包括：机头、电机、底座、零配件、消音等。我们在将空气悬浮风机安装固定之后，空气悬浮风机的振动较小，并且产生的噪音值较低。

　　6、启动快 维护简单

　　空气悬浮风机启动较为迅速，能够很方便的进行启动停止，在日常维护中，我们只需要检查零部件的紧固情况、风量压力情况、油箱油量即可。

　　叶轮采用的一次工作过程四轴方法，减少人为误差，提高叶轮的精度，提高风机的效率。

　　中等风机进口流量，或其他介质输送非标准状态下的流量进行转换。

　　磁悬浮风机轮啮合模拟。先进技术的数控加工和数控编程方法的合理使用，是叶加工的一个重要条件，以确保质量。

　　磁悬浮风机的原则，在很大程度上消除了两片树叶，叶鼓风机压力的变化，由于形成的噪声源的存在和由此产生的脉冲压缩。

　　输出空气清洁，无任何油脂和污垢，风机密封结构合理，使油不能进入机壳，因而空气清新。磁悬浮风机叶轮结合新的生产线。

　　密封性能，其较传统的两片树叶，叶式鼓风机是更好的，有效的控制泄漏磁悬浮风机，鼓风机，较传统的容积效率大大提高。磁悬浮风机叶轮采用先进的复合线，由精密数控机床加工而成。

　　组装后的叶轮空间均匀，容积效率可以大大提高。

　　磁悬浮风机使用形进气口和排气口，内回流和其他先进的结构设计，减缓了高压气体冲击的回报，有限的风扇噪音减少。

　　圆弧线条，渐开线，摆线针轮减速机是一个磁悬浮风机叶轮三个基本叶。纸叶型线的三个基本方程进行了分析，选择的跨度的比例，进行了理论分析计算面积的利用率。

　　参数设计可以大大提率的叶轮设计。在分析总结的基础上，进行基于SolidWorks的参数化设计研究叶轮参数化设计方法。建议，以满足不同的叶轮叶片的想法参数化建模，参数化设计建立了叶轮流量。

　　磁悬浮风机叶轮结合新的生产线。密封性能，其较传统的两片树叶，叶式鼓风机是更好地漏有效控制，较传统的磁悬浮风机容积效率大大提高。磁悬浮风机叶轮采用先进的复合线，由精密数控机床加工而成。组装后的叶轮空间均匀，容积效率可以大大提高

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空气悬浮风机叶轮的静平衡精度：谈谈1431VJ-V型罗茨真空风机

　　对1431VJ-V型罗茨真空风机的构造、原理、安装与调试等方面进行了详细介绍，该风机具有真空度高、风量大、运行周期长、检修率低等特点。

　　我厂选用的3台1431VJ-V型罗茨真空风机是滤碱机的配套使用设备，是引进美国锦工公司制造的设备。它的构造、原理、安装和调试与我们国产罗茨真空风机基本相同，但它在结构和性能方面又优于国产的空气悬浮风机，在一定的工艺和操作条件下，具有较高的真空度和较大的风量，这是国内罗茨真空风机所无法相比的，加上合理的选用材质(1431型空气悬浮风机壳及转子采用球墨铸铁制造，转子半轴及半轴连接螺栓采用不锈钢制造)和较高的制造精度，又使它具有运行周期长、检修率低的特点。真空技术网(调研了1431VJ-V型罗茨真空风机性能参数如下：

　　1.1、构造

　　1431VJ-V型罗茨真空风机由一对腰形渐开线型转子体(叶轮与轴的组合体)、同步齿轮、机壳、轴承、密封等部件组成。

　　两叶轮安装在两根平行的轴上，在两侧用端盖封住的泵壳内反向运转。由于叶轮的旋转，空气从泵壳一侧入口吸入，另一侧出口排出。风机进口区与出口区有效的分离是通过叶轮周围很小的间隙和通过控制一定量的水封住这些间隙来完成。转动期间，两叶轮的间隙是通过一对安装在风机机壳外侧轴上的同步齿轮来维持恒定。

　　1431VJ-V型空气悬浮风机主、从动轴两端采用调心滚子轴承，驱动端轴承为轴向定位支承点，轴承内外圈都采用了双向定位的方式，齿轮端为游动端，轴承内外圈采用的是单向定位的方式。当风机运行时，由于出口压力高，机体温度高，使轴和叶轮受热膨胀时，可以沿着驱动端轴承作轴向自由伸缩，以保持主、从动轴在运转中的直线性。

　　1.2、工作原理

　　1431型空气悬浮风机是一个正排气系统，排气能力由风机大小、运行速度、真空压力条件和密封水流量决定。在恒定的转速下，它的排气量与进出口压力变化无关，如果要改变排气量就必须改变风机转速或改变空气中的排气量。

　　启动风机时(从同步齿轮端看)底部叶轮(主动叶轮)逆时针方向转动，此时空气流从左到右，从进口到出口，如图1。上部叶轮(被动叶轮)从图①位置顺时针旋转45°到图②位置时，它与机壳之间充满相同体积B的空气量时，底部叶轮已将A 体积的空气量排到出口，两叶轮进一步旋转45°后，上部叶轮又将B体积的空气量排到出口，与此同时，底部叶轮另一端面正形成第三个相等体积的空气量如图③，底部叶轮从图②-图③-图④-图⑤又将相同体积的空气量排出，同时上部叶轮通过图⑥-图⑦-图⑧-图①又排出相同体积的空气量，从图①-图⑧我们可以看到传动轴完整转动1周，上下两叶轮交替的吸入4个相等已知体积的空气量(每个叶轮2个)并且排到出口。

　　图1 罗茨真空风机工作原理

　　空气悬浮风机在安装调试过程中，机壳内两叶轮之间和叶轮与泵壳各部位间隙的调整，是整个空气悬浮风机安装工艺的关键。间隙的大小除了影响风机的技术性能外，还是保证风机安全运行的重要因素，如果间隙调整不符合要求，不仅会影响风机的使用性能，严重时甚至会造成设备事故的发生。

　　表1 1431VJ-V型空气悬浮风机间隙数据

　　表1各部位间隙数据，是风机在安装或大修中需要重新组装时必须遵循的数据。对处于良好运行状态下的风机，在运行过程中间隙可能要发生变化，这些参数与实际可能会不符，这是正常的现象，但必须保证它们变化后的间隙值不应小于所列的最小值。

　　叶轮两端到两端板(驱动端和齿轮端)的间隙的调试方法和我们国产风机是一样的，是通过调整两端板的调整垫片厚度来实现的，如增加齿轮端调整垫片的厚度，则叶轮端到齿轮端的间隙减小，叶轮到驱动端的间隙增大，减小齿轮端调整垫片的厚度，则叶轮端到齿轮端的间隙增大，而叶轮端到驱动端的间隙减小，反之亦然。叶轮径向到机壳进口、中心、排口的间隙可通过的调整同步齿轮轮毂与叶轮的相对位置来实现。1431VJ-V 型罗茨真空风机齿轮的轮缘和轮毂是一体的，它们之间的间隙是无法调整的，两叶轮之间的前后间隙调整必须是轮在0～90°的转动范围内完成。在一个完整(360°)的转动过程中有2个前间隙和2个后间隙，如图②和图⑥为两个前间隙，图④和图⑧为两个后间隙。一般调整时要充分拧松一个同步齿轮上的所有的定位螺栓，保证齿轮轮毂和叶轮轴之间调整间隙，通过调整齿轮轮毂与叶轮的相对位置，来调整前、后间隙。若在一个齿轮上进行调节，不能达到理想的效果，还要松动另外一个齿轮上的螺栓进行调整，调整好间隙后必须紧固所有齿轮定位螺栓(定位螺栓精度等级为12.9)，要保证每个螺栓的扭矩为62kg·m，做到受力均匀。一般叶轮上半部的间隙，由于齿轮磨损而逐渐增大，下半部的间隙则逐渐减小。为了延锦工机的使用寿命及维修周期，在调整间隙时，可以人为地减小上半部的间隙，增加下半部的间隙，通常两转子上半部之间的间隙为总间隙的1/3，下半部的间隙为总间隙的2/3。

　　1431VJ-V型罗茨真空风机的基本原理是两叶轮相对运动，不发生接触，为满足这一要求，并且满足最大的风机效率，在叶轮与叶轮之间和叶轮与机壳之间必须有最小的间隙来限定，任何来自水的矿物沉积和工艺流程中残余物的结垢都会导致阻塞住这些间隙，从而导致机械损坏，所以1431型风机采用的是软水密封，其作用：

　　1)密封作用，防止叶轮与叶轮之间和叶轮与机壳间的间隙过大而造成风机能力下降。

　　2)可以降低风机的温度，空气悬浮风机是内部无接触的运动，对于温度的控制不是难点，而且1431VJ型风机具有自我保护装置，如果风机出气温度超过60℃，就会自停。

　　3)密封水的流量一般控制在53L/min，如果连续运行可达到106L/min，如果软水流量超过最大值，风机就会有噪音且运行不平稳，如果长时间运行，将大量的水带到风机中，会增大电机功率，导致驱动装置过载损坏。

　　1431VJ-V型罗茨真空风机进口区与出口区有效的分离是通过转动叶轮之间及叶轮与机体周围很小的操作间隙和通过控制一定量的水封住这些间隙来完成，转动期间，叶轮间的间隙通过一对安装在两个机壳外侧轴上的定位齿轮来维持恒定。

　　同步齿轮不仅具有定位作用，而且具有传动扭矩的作用。只有在两叶轮转角完全一致的情况下，风机的两个叶轮才能正常运转，否则，两个叶轮将会发生撞击而破坏风机的正常运行。

　　通常的齿轮与叶轮轴的定位都是通过键联接，采用过渡或过盈配合，来保证齿轮的定位，这样虽然能保证齿轮的传动具有较高的传动精度，但不利安装、检修及风机叶轮各部位间隙的调整。

　　齿轮的定位方式是齿轮轮毂与叶轮轴采用间隙配合(间隙一般控制在0.02～0.03)，轮毂上装有锥形紧定套，通过紧固齿轮螺栓来实现齿轮定位的，如图2。

　　图2 轮毂与锥形紧定套

　　锥套1装在轮毂上，锥套2与锥套1配合安装，当调整好风机各部位间隙后，要均匀紧固齿轮螺栓，通过对锥套2和锥套1的预紧使齿轮轮毂发生弹性变形，使轮毂与轴由间隙配合变为过盈配合，从而保证齿轮定位和稳定的传动扭矩。

　　转子体是空气悬浮风机的主要部件，它由叶轮与轴组成，叶轮为空心两叶渐开线直线叶轮，这种叶轮被广泛采用的原因是，与其它类型的叶轮比较，当叶轮的长度、外径及转速相同时，其排出风量最大，且容积效率高。国内的罗茨真空风机转子体(叶轮与轴)轴都是通根轴，而1431VJ-V型罗茨真空风机的叶轮轴则是半轴，用螺栓联接固定在转子两端，如图3。这种装配形式，具有较高的加工精度，不仅要求两半轴装配后具有较高的同轴度(同轴度必须小于或等于0.02)，同时还要保证风机转子的中心不变，否则两转子间隙无法调整。为了保证上述要求，检修时一般采用以下两种方法：

　　1)以转子的中心孔(原式基准，设备制造时做好的标记)为基准，将两半轴的定位孔找好同心，加工制作半轴，精加工后，安装调整到两半轴的同心度在要求的范围内。

　　2)以转子的中心孔为基准，将两半轴定位孔找好同心，加工制作半轴，将两半轴粗加工后，用螺栓安装在转子体两端，以一端轴为基准，车另一端半轴，以此来保证两半轴同轴度在要求范围内。

　　图3 空气悬浮风机的转子体

　　根据1431VJ-V型空气悬浮风机叶轮的长度与外径比值(L/d=800/580=1.37>0.2)和风机转速(794rpm)，1431型风机转子体必须进行动平衡试验，平衡精度为G2.5。不平衡量根据公式：m=60　000×G×W/2×3.14×r×nm———转子体的不平衡重量，kg；w———转子体的重量，1431型风机的转子重量为258kg/个；G———平衡等级，空气悬浮风机一般取2.5级；r———转子半径，1431型风机的直径为φ500；n———转子体转速，794rpm。m=60　000×2.5×258/2×3.14×250×794=31kg。1431VJ-V型风机的动平衡不平衡重量小于31kg即满足风机使用要求。

　　电机与减速机的连接采用的是JS系列蛇型弹簧联轴器，减速机与风机的连接采用轮胎联轴器。蛇型弹簧式联轴器属于金属弹性元件联轴器，它主要特点：

　　1)金属弹性元件，使用寿命长，减振性好。

　　2)传动效率高，过载性强，常用转距范围为63～27000N·m，最大许用转速为900～10000r/min。

　　3)拆装简单，安装精度要求低。许用相对径向位移0.2～0.3mm，许用轴向位移1.5～20mm，许用角位移1.5。

　　轮胎联轴器具有过载保护性能强的特点，当风机发生事故时，可以通过轮胎联轴器来保护风机。1431VJ-V型空气悬浮风机在我厂已使用多年，从使用情况来看它具有运行平稳、使用周期长、具有较高的真空度等特点，值得同行学习和借鉴。

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